AC電流の測定（DC電圧計にて）

質問

ACモータを駆動させる回路があります。
その回路にACモータではなく、擬似負荷（抵抗負荷）を接続して
負荷に流れる電流を測定して回路の検査を行いたいのですが、
測定するのはDC電圧計しかありません。

電圧はAC100Vです。
交流電流の考え方が良く分からないのですが、下記で電流の代替測定は可能でしょうか？

(1)擬似負荷に低抵抗（0.1Ω程度）を直列に接続する。
(2)低抵抗の両端の電圧はAC電圧なので、ダイオードブリッジを通してコンデンサ付けて平滑させてDC電圧化
（電圧小さいと思うので、オペアンプで増幅させる）させる。
(3)そのDC電圧を測定する。
(4)DC電圧を計算して電流値として読み替える。
（DC電圧／増幅分／√2）／低抵抗＝電流値

以上、根本的に何か間違っているようでしたらその旨もご指摘御願いします。

回答No.1

tance · ベストアンサー

低抵抗で電流を電圧に変換して、それを読むということは
間違いありません。交流の小さい電圧を直流電圧計で読むのに
工夫が必要です。アンプして読むことはどうしても必要でしょう。

問題は整流・平滑して交流を直流に直すところです。
ダイオードを使うと思いますが、ダイオードを導通させるには
順方向電圧として約0.7V程度を必要とします。たとえば、1Vの
波高値のACはその瞬時値が0.7Vを越えている部分だけが出力に
現れます。

この誤差を軽減するために、理想ダイオード回路というのがあります。
これは様様なやり方がありますが、下記などを参照してみてください。
http://www.nahitech.com/nahitafu/mame/mame3/ideald.html

回答No.8

yamame17gou

目的は駆動回路定格電流通電テスト？、ダミーロードに適当な抵抗が無い場合、電球（個数増減で実負荷定格値に合わせる）その他、電気ストーブ等、身近な器具で目的を果たせます。

回答No.7

tetsumyi

ACモータの駆動回路に抵抗負荷を接続してもまともなテストはできないと思うのですが大丈夫ですか？
モータの場合は大きい起動電流が流れたり誘導電圧が発生して制御はまったく違ってくると思います。

AC電流をDC電圧計で測りたいということ自体このような設計をおこなう知識や環境が整っていないのではと疑うのですが事故が起きないか心配です。

回答No.6

tance

No.1　tanceです。

想像するに、ただ数値を読むのではなく、PCか何かに入力する
必要があるのではないかと思います。もしそうならAD変換器の
保護が重要になります。AC100Vの電位に直接さらされるのは
通常は危険です。

その点で、No.2回答のa987654さんのCTを使う方法だと安心ですが
いずれにしてもOPアンプで誤差を少なくした整流回路が必要です。
CTはクランプオン電流プローブというキーワードで検索してみて
ください。いろいろ売られています。

もし低抵抗で作るとしても、0.01Ωなどという電流検出用の
抵抗もたくさん売られています。このような抵抗で電圧に変換
しておいて、その検出された交流を小さなトランスで絶縁し、
AC-DC変換して読む、というのも一つの手です。

回答No.5

ricardo_

現場にある道具で今すぐ何とかしなければならないとか、
電気を学ぶ学生に出す問題ならともかく、テスターを買ってきた方が良い。

回答No.4

kazu959

＞DC電圧計しかありません。
テスターで測定すればいいのではないですか。このようなことをするような仕事？趣味なら必須と思います。
１．テスタの交流電流レンジで測定。
２．テスタの交流電流レンジがない場合、低抵抗の両端を交流電圧レンジで測定。
その駆動回路とは具体的に何でしょうか。もし、モーターへの電力を可変するようなインバータとかサイリスタの位相制御でしょうか。特にサイリスタの位相制御を行っているなら、ピーク値から換算するような方法では正しい値（実効値）になりません。ＲＭＳ機能付の測定器を使用してください。

回答No.3

yamame17gou

テスターAC電流レンジ付きをお持ちではないですか？

回答No.2

a987654

前回の質問に対してクランプメータを提案したものです。
質問内容から推定してＭＡＸ１０Ａ程度の計測と判断します。
（仮に１００Ａとすると０．１Ωの抵抗でも１０００Ｗの
シャント抵抗が必要で現実的ではない。１０Ａでも１０Ｗの
シャント抵抗が必要なことは承知の上での質問と理解します。）

交流の場合はＣＴ（カレントトランス）を使います。
難しいものではありません。
交流回路の片方の線に絶縁導線を１～１０周位巻付けその両端に
抵抗（負荷に対し充分に低い抵抗値）を付けるだけでこの両端の
電圧を計測して電流値として読み取ります。
これで１周巻きつけで１次側（負荷に繋がっている線と同じ電流）
が流れます（２周だと２倍）。
ただしこのＣＴとなる回路は通電中は絶対に開放してはいけません。
開放した場合、理論的には無限大の電圧が発生し危険だからです。
逆に短絡は問題ありません。
１周巻き、０．１オームとすると負荷電流１Ａで０．１Ｖ、
負荷電流１０Ａで１Ｖの電圧降下が抵抗両端に生じます。

＞(1)擬似負荷に低抵抗（0.1Ω程度）を直列に接続する。
＞（電圧小さいと思うので、オペアンプで増幅させる）させる。
両方ともにやるべきではありません。
特に交流１００Ｖの上に乗っている電圧降下をどの様にしてＯＰ
アンプで増幅するのでしょうか？
ＯＰアンプ回路に直接ＡＣ１００Ｖが掛り非常に危険です。

上記ＣＴの回路であれば１００Ｖカイロとは絶縁されますので
増幅は可能です。
（以降を考えると増幅も必須。）
ＣＴは巻きつけ回数と抵抗値で出力を調整できますので１／√２の
補正もここで行いＯＰアンプの回路は一定の倍率となる回路を
お勧めします。
最終は直読可能に設定できます。

ダイオードは順方向の電圧降下（０．５～１Ｖ）があり読み取りでは
その分の補正は必須です。
ダイオードの順方向電圧降下以下の電圧は整流不可能なため
ＯＰアンプの増幅は必須となるのです。

以上ご参考まで